WO2019159491A1 - タイヤの製造方法 - Google Patents

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strip material
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tire
strip
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雄太 高梨
美早紀 岡
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横浜ゴム株式会社
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    • B29D30/14Rolling-down or pressing-down the layers in the building process

Definitions

  • the present invention relates to a tire manufacturing method, and more specifically, a belt layer in which a large number of strip materials are sequentially arranged and adhered to the outer periphery of a rigid core in the circumferential direction, and adjacent strip materials are joined in the circumferential direction.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a tire that can suppress the disturbance of joining between strip members due to the peripheral length of the outer peripheral surface of the rigid core that varies depending on the position in the width direction of the rigid core.
  • a pneumatic tire is manufactured by vulcanizing an unvulcanized green tire formed by laminating tire constituent members on a molding surface on the outer periphery of a cylindrical molding drum.
  • the belt layer as a tire constituent member, a large number of reinforcing cords aligned at a predetermined inclination angle with respect to the tire circumferential direction are coated with unvulcanized rubber.
  • This belt layer is, for example, adjacent to each other in the circumferential direction by laminating a plurality of strip materials in which a plurality of aligned reinforcing cords are coated with unvulcanized rubber in a circumferential direction on the molding surface of the molding drum. It is formed by joining strip materials (see Patent Document 1).
  • a method of sequentially laminating tire constituent members on the outer periphery of a rigid core having an outer peripheral surface shape corresponding to the tire inner peripheral surface shape of a finished tire is known (for example, Patent Documents). 2).
  • a tire has a profile in which the circumferential length varies depending on the position in the tire width direction.
  • the outer peripheral surface of the rigid core also has a profile whose peripheral length varies depending on the position in the width direction.
  • the strip material forming the belt layer is simply extended in the width direction of the rigid core at a predetermined inclination angle with respect to the circumferential direction of the rigid core, and aligned and pasted in the circumferential direction of the rigid core, the rigid core Depending on the position in the width direction, the overlap amount between adjacent strip members in the circumferential direction becomes excessive or too small, resulting in variations in the joining margin between adjacent strip members. This variation in joining margin has an adverse effect on the quality of the manufactured tire, so there is room for improvement.
  • the object of the present invention is to form a belt layer by joining a large number of strip materials in sequence in the circumferential direction on the outer periphery of a rigid core and bonding them together to join adjacent strip materials in the circumferential direction.
  • An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a tire that can suppress the disturbance of joining between strip members due to the peripheral length of the outer peripheral surface of a rigid core that changes depending on the position in the width direction of the core.
  • the tire manufacturing method of the present invention sequentially applies a large number of strip materials on the molding surface located on the outer peripheral side of the rigid core having an outer peripheral surface having a profile whose peripheral length varies in the position in the width direction.
  • the strip materials attached adjacent to each other in the circumferential direction are attached in the circumferential direction by extending in the width direction of the rigid core in an oblique direction with respect to the circumferential direction of the rigid core.
  • the green tire is pasted on the molding surface based on the profile that has been grasped in advance.
  • the rigid core was moved relative to the strip material to be attached, and the rigid core was moved relative to the strip material while adjoining in the circumferential direction.
  • the rigid cores are relatively moved in the direction in which the angle in the circumferential direction with respect to the longitudinal direction of the attached strip material changes.
  • the strip material to be attached is extended in the longitudinal direction and attached to the molding surface while turning.
  • the rigid core on the basis of the profile in the width direction of the outer peripheral surface of the rigid core that is grasped in advance, the rigid core is relatively moved so that the molding surface is brought close to the strip material to be attached to the molding surface.
  • the strip material extends in the longitudinal direction and is attached to the molding surface while relatively rotating the rigid core in a direction in which the circumferential angle of the rigid core changes with respect to the longitudinal direction of the strip material.
  • the adjacent strip materials in the circumferential direction overlap excessively. It is advantageous to prevent a problem that a gap is generated between adjacent strip materials. Therefore, it is possible to suppress the joining disorder between the strip members due to the peripheral length of the outer peripheral surface of the rigid core that changes depending on the position in the width direction. In connection with this, it contributes to the quality improvement of the manufactured tire.
  • FIG. 1 is an explanatory view illustrating the molding apparatus used in the present invention in a front view.
  • FIG. 2 is an explanatory view illustrating the molding apparatus of FIG. 1 in plan view.
  • FIG. 3 is an explanatory view illustrating the upper half of the rigid core of FIG. 1 in a cross-sectional view.
  • FIG. 4 is an explanatory view illustrating the upper half of a green tire in the middle of molding with a part of the tire constituent members affixed in a cross-sectional view.
  • FIG. 5 is an explanatory view illustrating the process of attaching the strip material to the green tire of FIG. 4 in a plan view of the molding apparatus.
  • FIG. 1 is an explanatory view illustrating the molding apparatus used in the present invention in a front view.
  • FIG. 2 is an explanatory view illustrating the molding apparatus of FIG. 1 in plan view.
  • FIG. 3 is an explanatory view illustrating the upper half of the rigid core of FIG. 1 in a cross-sectional view.
  • FIG. 6 is an explanatory view illustrating a state in which the central portion in the longitudinal direction of the strip material is attached to the green tire of FIG. 5 as viewed from the front of the molding apparatus.
  • FIG. 7 is an explanatory view illustrating a state in which the strip material is attached to the green tire of FIG. 6 while extending in the longitudinal direction in a plan view of the molding apparatus.
  • FIG. 8 is an explanatory view illustrating the turning angle of the rigid core when the strip material is attached to the molding surface.
  • FIG. 9 is an explanatory view illustrating a green tire in the middle of molding on which a belt layer is formed, as viewed from the front of the tire.
  • FIG. 10 is an explanatory view illustrating the upper half of the molded green tire in a cross-sectional view.
  • FIG. 11 is an explanatory view illustrating the step of vulcanizing the green tire in a cross-sectional view of the vulcanizing apparatus.
  • FIG. 12 is an explanatory view illustrating the upper half of the manufactured tire after vulcanization in a cross-sectional view.
  • FIG. 13 is an explanatory view illustrating a molding apparatus in which a rigid core is disposed below the pasting unit in a front view.
  • FIG. 14 is an explanatory view illustrating another molding apparatus used in the present invention in a front view.
  • FIG. 15 is an explanatory view illustrating the molding apparatus of FIG. 14 in plan view.
  • FIG. 16 is an explanatory view illustrating a state in which the center portion in the longitudinal direction of the strip material is attached to the green tire by the molding apparatus of FIG. 14 as viewed from the front of the molding apparatus.
  • FIG. 17 is an explanatory view illustrating a state in which the strip material extends in the longitudinal direction and is attached to the green tire of FIG. 16 in a
  • the tire 20 is manufactured by forming the green tire 19 using the forming apparatus 1 illustrated in FIGS. 1 and 2 and vulcanizing the formed green tire 19.
  • the present invention is not limited to a general pneumatic tire but can be applied when manufacturing various tires 20 such as a solid tire.
  • the rigid core 2 illustrated in FIGS. 1 to 3 formed of metal or the like is used.
  • the rigid core 2 has an outer peripheral surface shape corresponding to the tire inner peripheral surface shape of the completed tire 20. Therefore, as illustrated in FIG. 3, the outer peripheral surface 2 b of the rigid core 2 has a profile in which the peripheral length varies depending on the position of the rigid core 2 in the width direction.
  • the profile is such that the central portion in the width direction of the rigid core 2 protrudes to the outer peripheral side from both ends.
  • the rigid core 2 is composed of, for example, a plurality of segments divided in the circumferential direction around the central axis 2a, and a support bar that supports the inside of the segment.
  • the width direction W and the circumferential direction L of the rigid core 2 correspond to the width direction and the circumferential direction of the green tire 19 and the finished tire 20, respectively.
  • a one-dot chain line CL in the figure indicates the tire axis (axial center of the central axis 2a), and a one-dot chain line Z indicates a turning axis that is orthogonal to the one-dot chain line CL and passes through the center in the width direction W of the rigid core 2.
  • the molding apparatus 1 includes a universal arm 3 that moves the rigid core 2 to an arbitrary position, an affixing unit 4 that affixes the strip material 16, and a control unit 10 that controls operations of the universal arm 3 and the affixing unit 4. And have.
  • An example of the universal arm 3 is an industrial robot.
  • a central axis 2a of the rigid core 2 is held at the distal end portion of the universal arm 3, and the rigid core 2 is rotatable about the central axis 2a.
  • the rigid core 2 is rotatable about the turning axis Z.
  • the affixing unit 4 (base frame 5) is installed in a fixed state on the floor surface, and the rigid core 2 is movable.
  • the affixing unit 4 is movable so that the rigid core 2 is predetermined. It can also be installed fixedly in position.
  • the affixing unit 4 and the rigid core 2 can be movably installed. That is, in the present invention, it is sufficient that the attaching unit 4 and the rigid core 2 are relatively movable.
  • the affixing unit 4 has a base frame 5, a pair of pressure rollers 6 attached to the base frame 5, and a moving mechanism 7 that horizontally moves the pressure rollers 6 toward and away from each other.
  • the moving mechanism 7 includes, for example, a ball screw and a servo motor that rotates the ball screw. Alternatively, a fluid cylinder or the like can be used as the moving mechanism 7.
  • Each pressure roller 6 can be configured to horizontally move independently, or can be configured to horizontally move in synchronization with each other.
  • the affixing unit 4 further includes a pressing body 8 that moves up and down between the pressure rollers 6 and a guide 9 disposed in the vicinity of each pressure roller 6.
  • Each guide 9 has a guide roller that is fitted and spaced apart in the axial direction of the rotation shaft.
  • Each guide 9 is installed at a position on the outer side (the direction in which the pressure rollers 6 are separated from each other) with respect to the pressure roller 6 in the vicinity, and can move horizontally together with the pressure roller 6 adjacent thereto.
  • predetermined tire constituent members are sequentially attached to the outer peripheral surface 2b of the rigid core 2 illustrated in FIGS.
  • the inner liner 12 and the carcass layer 14 are sequentially stacked and attached to the outer peripheral surface 2b of the rigid core 2 to form a cylindrical shape.
  • ring-shaped bead members 13 are arranged on the carcass layer 14, and the carcass layer 14 is folded around the bead core 13 a of each bead member 13.
  • unvulcanized side rubber 17 is laminated and attached to both ends in the width direction of the carcass layer 14. If necessary, attach other tire components. 5 to 8, the tire constituent members other than the belt layer 15 (strip material 16) are omitted and not shown.
  • a cylindrical belt layer 15 is formed on the outer peripheral surface (molding surface 14 a) of the cylindrical carcass layer 14 attached to the outer peripheral side of the rigid core 2.
  • the belt layer 15 is formed by joining a large number of strip members 16.
  • the belt layer 15 is coated with unvulcanized rubber with a large number of reinforcing cords 16a aligned at a predetermined inclination angle with respect to the tire circumferential direction.
  • the forming apparatus 1 is used to form the belt layer 15.
  • Each strip 16 is formed by coating a plurality of reinforcing cords 16a arranged in parallel with unvulcanized rubber. Therefore, first, the strip members 16 are sequentially arranged on the pair of pressure rollers 6 one by one. At this time, as illustrated in FIG. 1, the pair of pressure rollers 6 are in positions close to each other, and the pressing body 8 is in a position that does not protrude above the pressure rollers 6.
  • Each guide 9 is at a position outside the adjacent pressure roller 6 (on the side where the pressure rollers 6 are separated from each other).
  • the strip material 16 to be arranged is inserted between the pressure roller 6 and the guide 9 in the up and down direction and is stretched between the pair of pressure rollers 6.
  • a central portion M in the longitudinal direction of the strip material 16 is set above the pressing body 9, and the strip material 16 is disposed between the guide rollers of each guide 9.
  • the separation distance between the guide rollers of each guide portion 9 is set to be slightly larger than the strip width H of the strip material 16, but both have substantially the same dimensions.
  • the shape data of the rigid core 2 is input to the control unit 10, and the profile data of the outer peripheral surface 2b whose peripheral length changes at the position in the width direction is also input.
  • Various data such as shape data (length, width, thickness) of the tire constituent members (12, 13, 14, 15, etc.) to be used and specification data of the green tire 19 to be molded are input.
  • the strip material 16 is attached to the outer peripheral surface 14a of the carcass layer 14 laminated on the outer peripheral side of the rigid core 2 by causing the rigid core 2 and the attaching unit 4 to cooperate. That is, the outer peripheral surface of the carcass layer 14 becomes a molding surface 14a to which the strip material 16 is to be attached.
  • the belt layer 15 In order to form the belt layer 15, a large number of strip materials 16 are sequentially extended on the forming surface 14 a in the width direction of the rigid core 2 in an oblique direction (inclination angle a) with respect to the circumferential direction of the rigid core 2. And paste them side by side in the circumferential direction. Then, the belt layers 15 are formed by joining the strip materials 16 that are adjacent to each other in the circumferential direction and are attached to the molding surface 14a.
  • the outer peripheral surface 2b of the rigid core 2 has a profile in which the peripheral length changes at the position in the width direction as described above. Since the inner liner 12 and the carcass layer 14 that are sequentially affixed to the outer peripheral surface 2b are members of a certain thickness, the molding surface 14a to which the strip material 16 is affixed is also circumferentially long (circumferential in the circumferential direction) as in the outer peripheral surface 2b. It has a profile that varies in length.
  • the rigid core 2 and the pasting unit 4 are operated to form the belt layer 15.
  • the pressing body 8 is moved upward with respect to the strip material 16 that is stretched between the pair of pressure-bonding rollers 6. Thereby, the longitudinal center part M of the strip material 16 is pressed and pasted to the molding surface 14 a at the center part in the width direction of the rigid core 2.
  • the rigid core 2 is moved downward so that the molding surface 14 a is brought close to the strip material 16 attached to the molding surface 14 a, and the rigid core 2 is centered on the pivot axis Z.
  • the strip material 16 extends in the longitudinal direction and is affixed to the molding surface 14a. More specifically, with this downward movement of the rigid core 2, the strip material 16 bonded adjacently in the circumferential direction of the molding surface 14 a is joined by the position in the width direction of the rigid core 2 (the strip material 16 adjacent in the circumferential direction).
  • the rigid core 2 is swung in a direction in which the angle of the rigid core 2 in the circumferential direction with respect to the longitudinal direction of the strip material 16 to be attached is changed so that the variation in the joining length in the circumferential direction between the opposing end surfaces of the strip material 16 is reduced.
  • Adjacent strip members 16 are basically abutted and joined so that the joining margin is close to zero, not plus or minus.
  • the circumferential length of the molding surface 14a is shorter at both ends in the width direction corresponding to the tread of the rigid core 2 than at the center in the width direction. Therefore, when the strip material 16 is affixed, the rigid core 2 is swiveled so that the inclination angle a becomes larger at both ends in the width direction than at the center in the width direction.
  • the pair of pressure rollers 6 are moved horizontally in a direction away from each other.
  • the strip material 16 to be attached is sandwiched between the molding surface 14a and the pressure roller 6, and the strip material 16 extends in the longitudinal direction and is pressed onto the molding surface 14a.
  • the rigid core 2 is swung as follows.
  • the circumferential length K of the molding surface 14a at the position in the width direction of the rigid core 2 shown in FIG. 8 can be grasped in advance.
  • the strip material 16 is affixed to the circumferential direction of the rigid core 2 at an inclination angle a
  • the rigid core 2 is adjusted so that the inclination angle a of the strip material 16 satisfies the above equation (1) according to the position of the rigid core 2 in the width direction.
  • the longitudinal center portion M of the strip material 16 to be attached is attached to the molding surface 14a at the center portion in the width direction of the rigid core 2. After that, the strip material 16 is pasted from the longitudinal central portion M toward both longitudinal ends. This is advantageous in completing the application of the strip material 16 in a shorter time.
  • the longitudinal center portion M of the strip material 16 to be pasted is pasted on the molding surface 14a at the center portion in the width direction of the rigid core 2. Then, the strip material 16 is affixed on the molding surface 14a from the longitudinal center portion M toward one end in the longitudinal direction. Thereafter, the strip material 16 may be attached to the molding surface 14a from the central portion M in the longitudinal direction toward the other end in the longitudinal direction.
  • the belt layer 15 illustrated in FIG. 9 is formed by sticking a large number of strip materials 16 to the molding surface 14a in this way.
  • another belt layer 15 is formed on the outer peripheral side of the belt layer 15 by performing the same process.
  • the movement in the strip width direction is regulated by the respective guides 9 at the portion immediately before being affixed to the molding surface 14a of the strip material 16. For this reason, even if the strip material 16 is attached to the molding surface 14a while turning the rigid core 2, the strip material 16 prevents the strip material 16 already attached to the molding surface 14a from being displaced. It is advantageous to.
  • the green tire 19 together with the rigid core 2 is disposed inside the vulcanizing mold 11 a installed in the vulcanizing device 11, and the vulcanizing mold 11 a is closed.
  • the tire 20 illustrated in FIG. 12 (pneumatic tire 20 in this embodiment) is completed by vulcanizing the green tire 19 under predetermined conditions inside the closed mold vulcanization mold 11a. After taking out from the vulcanization mold 11a, the finished tire 20 is separated from the rigid core 2.
  • the wheel can be used as the rigid core 2.
  • the tire 20 having such specifications it is not necessary to separate the completed tire 20 from the rigid core 2 (wheel) after the green tire 19 is vulcanized.
  • the belt layer 15 is formed in a state where the rigid core 2 is disposed above the pasting unit 4. However, like the molding apparatus 1 illustrated in FIG. 13, the belt layer 15 is formed below the pasting unit 4.
  • the belt layer 15 can also be formed by arranging the rigid core 2.
  • the affixing unit 4 base frame 5 is suspended from the support surface and installed in a fixed state, and the rigid core 2 is movable by the free arm 3.
  • the molding apparatus 1 has a configuration in which the vertical relationship between the rigid core 2 and the pasting unit 4 of the molding apparatus 1 illustrated in FIG. 1 is reversed, and the other configurations are substantially the same.
  • the molding apparatus 1 has a support roller 9 a on the outside of each guide 9.
  • the strip material 16 is inserted between the pressure roller 6 and the guide 9 and is stretched between the pair of pressure rollers 6. Both ends of the strip material 16 in the longitudinal direction are supported by the support rollers 9a.
  • the pair of pressure rollers 6 can move up and down. Specifications that allow the pair of pressure-bonding rollers 6 to move up and down are not essential, and may be adopted as necessary.
  • the method described in the previous embodiment may be used.
  • the pair of pressure rollers 6 are moved downward as necessary. Thereby, it becomes easy to make the strip material 16 adhere more closely to the outer peripheral surface 14a.
  • the rigid core 2 is rotatable around a central axis 2a fixed to a column 2c erected on the floor surface. That is, the rigid core 2 is installed on the floor surface in a fixed state (a state in which the plane cannot be moved).
  • the pasting unit 4 is installed so as to be movable to an arbitrary position by the free arm 3.
  • the affixing unit 4 is turnable about a turning axis Z extending vertically from the center of the pressing body 8 in plan view.
  • the rigid core 2 is fixed without being able to turn around the turning axis Z.
  • the procedure for manufacturing the tire 20 using the molding apparatus 1 is based on the profile of the outer peripheral surface 2b of the rigid core 2 that is input to the control unit 11 and grasped in advance, as in the previous embodiment. 2 and the affixing unit 4 are operated to form the belt layer 15.
  • the affixing unit 4 is mainly moved. Therefore, as illustrated in FIG. 16, the pressing body 8 is moved upward with respect to the strip material 16 that is stretched between the pair of pressure-bonding rollers 6. Thereby, the longitudinal center part M of the strip material 16 is pressed and pasted to the molding surface 14 a at the center part in the width direction of the rigid core 2.
  • the affixing unit 4 is moved upward so that the molding surface 14a is brought close to the strip material 16 that is affixed to the molding surface 14a, and the affixing unit 4 is pivoted about the pivot axis Z of the rigid core 2. Then, the strip material 16 extends in the longitudinal direction and is attached to the molding surface 14a. More specifically, along with the upward movement of the affixing unit 4, the joining margin (the strip material adjoining in the circumferential direction) of the rigid core 2 between the strip materials 16 affixed adjacent to each other in the circumferential direction of the molding surface 14 a.
  • the bonding unit 4 in a direction in which the angle of the circumferential direction of the rigid core 2 with respect to the longitudinal direction of the strip material 16 to be bonded changes so that the variation in the circumferential length of the 16 opposing end surfaces is reduced.
  • the swivel axis Z is made coincident with the swivel axis Z of the rigid core 2 and swiveled around the swivel axis Z.
  • Adjacent strip members 16 are basically abutted and joined so that the joining margin is close to zero, not plus or minus.
  • the circumferential length of the molding surface 14a is shorter at both ends in the width direction corresponding to the tread of the rigid core 2 than at the center in the width direction. Therefore, when affixing the strip material 16, the affixing unit 4 is swiveled so that the inclination angle a is larger at both ends in the width direction than at the center in the width direction.
  • the pair of pressure rollers 6 are moved horizontally in a direction in which they are separated from each other.
  • the strip material 16 to be attached is sandwiched between the molding surface 14a and the pressure roller 6, and the strip material 16 extends in the longitudinal direction and is pressed onto the molding surface 14a.
  • the belt layer 15 illustrated in FIG. 9 is formed by sticking a large number of strip materials 16 to the molding surface 14a in this way.
  • the subsequent steps are the same as in the previous embodiment. In this embodiment, the arrangement described in the previous embodiment can be similarly applied.
  • the rigid core 2 is relatively moved so that the molding surface 14a is close to the strip material 16
  • the rigid core 2 is relatively swiveled, and the strip material 16 is elongated.
  • the strip material 16 is attached to the molding surface 14a in the circumferential direction so as to extend in the direction
  • the variation in the joining margin due to the position in the width direction of the rigid core 2 between the strip materials 16 stuck adjacent to the molding surface 14a is reduced.
  • the strip materials 16 that are attached to the molding surface 14a and that are adjacent to each other in the circumferential direction are excessively overlapped in the circumferential direction or that a circumferential gap is generated between the adjacent strip materials 16.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tyre Moulding (AREA)

Abstract

剛性コアの外周側に位置する成形面で周方向に隣接するストリップ材どうしを接合してベルト層を成形する際、剛性コアの幅方向位置で変化する剛性コアの外周面の周長によるストリップ材どうしの接合乱れを抑制するタイヤの製造方法を提供する。予め把握している剛性コア2の外周面2bの幅方向のプロファイルに基づいて、貼り付けられるストリップ材16に対して成形面14aを近接させるように剛性コア2を相対的に移動させつつ、成形面14aに周方向に隣り合って貼り付けられたストリップ材16どうしの剛性コア2の幅方向位置による接合しろのばらつきが小さくなるように、このストリップ材16の長手方向に対する剛性コア2の周方向の角度が変化する方向に剛性コア2を相対的に旋回させながら、このストリップ材16を長手方向に延在させて成形面14aに貼り付ける。

Description

タイヤの製造方法
 本発明はタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、多数のストリップ材を順次、剛性コアの外周に周方向に並べて配置して貼り付けて、周方向に隣り合うストリップ材どうしを接合してベルト層を形成する際に、剛性コアの幅方向位置によって変化する剛性コアの外周面の周長に起因するストリップ材どうしの接合乱れを抑制できるタイヤの製造方法に関するものである。
 空気入りタイヤは、円筒状の成形ドラムの外周の成形面にタイヤ構成部材を積層して成形した未加硫のグリーンタイヤを加硫することにより製造される。タイヤ構成部材となるベルト層では、タイヤ周方向に対して所定の傾斜角度で引き揃えられた多数本の補強コードが未加硫ゴムでコーティングされている。このベルト層は例えば、引き揃えられた複数本の補強コードが未加硫ゴムでコーティングされた多数のストリップ材を成形ドラムの外周の成形面に周方向に並べて貼り付けて、周方向に隣り合うストリップ材どうしを接合して形成される(特許文献1参照)。
 グリーンタイヤを成形する方法の一つとして、完成タイヤのタイヤ内周面形状に対応した外周面形状を有する剛性コアの外周にタイヤ構成部材を順次積層する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。タイヤは一般的に、タイヤ幅方向位置によって周長が変化するプロファイルを有している。これに伴い、剛性コアの外周面も幅方向位置によって周長が変化するプロファイルを有している。そのため、ベルト層を形成するストリップ材を順次、単純に剛性コアの周方向に対して所定の傾斜角度で剛性コアの幅方向に延在させて剛性コアの周方向に並べて貼り付けると、剛性コアの幅方向位置に応じて、周方向に隣接するストリップ材どうしのオーバーラップ量が過大になったり、過小になったりして、隣接するストリップ材どうしの接合しろにばらつきが生じる。この接合しろのばらつきに伴い、製造されたタイヤの品質に悪影響が生じるので改善の余地がある。
日本国特開平11-99564号公報 日本国特開2012-171183号公報
 本発明の目的は、多数のストリップ材を順次、剛性コアの外周に周方向に並べて配置して貼り付けて、周方向に隣り合うストリップ材どうしを接合してベルト層を形成する際に、剛性コアの幅方向位置によって変化する剛性コアの外周面の周長に起因するストリップ材どうしの接合乱れを抑制できるタイヤの製造方法を提供することにある。
 上記目的を達成するため本発明のタイヤの製造方法は、幅方向位置で周長が変化するプロファイルを有する外周面を備えた剛性コアの外周側に位置する成形面に、多数のストリップ材を順次、前記剛性コアの周方向に対して斜め方向で前記剛性コアの幅方向に延在させて前記周方向に並べて貼り付けることにより、前記周方向に隣り合って貼り付けられた前記ストリップ材どうしを接合して前記ベルト層を形成して前記ベルト層を有するグリーンタイヤを成形し、このグリーンタイヤを加硫するタイヤの製造方法において、予め把握している前記プロファイルに基づいて、前記成形面に貼り付けられる前記ストリップ材に対して前記成形面を近接させるように前記剛性コアを相対的に移動させつつ、前記周方向に隣り合って貼り付けられた前記ストリップ材どうしの前記剛性コアの幅方向位置による接合しろのばらつきが小さくなるように、この貼り付けられるストリップ材の長手方向に対する前記周方向の角度が変化する方向に前記剛性コアを相対的に旋回させながら、この貼り付けられるストリップ材を前記長手方向に延在させて前記成形面に貼り付けることを特徴とする。
 本発明によれば、予め把握している剛性コアの外周面の幅方向のプロファイルに基づいて、成形面に貼り付けられるストリップ材に対して成形面を近接させるように剛性コアを相対的に移動させつつ、このストリップ材の長手方向に対する剛性コアの周方向の角度が変化する方向に剛性コアを相対的に旋回させながら、このストリップ材を長手方向に延在させて成形面に貼り付ける際に、成形面に周方向に隣り合って貼り付けられたストリップ材どうしの剛性コアの幅方向位置による接合しろのばらつきが小さくなるようにするので、周方向に隣接するストリップ材どうしが過大にオーバーラップしたり、隣接するストリップ材どうしの間に隙間が生じる不具合を防止するには有利になる。そのため、幅方向位置によって変化する剛性コアの外周面の周長に起因するストリップ材どうしの接合乱れを抑制できる。これに伴い、製造されたタイヤの品質向上に寄与する。
図1は本発明に用いる成形装置を正面視で例示する説明図である。 図2は図1の成形装置を平面視で例示する説明図である。 図3は図1の剛性コアの上半分を横断面視で例示する説明図である。 図4は一部のタイヤ構成部材が貼り付けられた成形途中のグリーンタイヤの上半分を横断面視で例示する説明図である。 図5は図4のグリーンタイヤにストリップ材を貼り付ける工程を成形装置の平面視で例示する説明図である。 図6は図5のグリーンタイヤにストリップ材の長手方向中央部を貼り付けている状態を成形装置の正面視で例示する説明図である。 図7は図6のグリーンタイヤにストリップ材を長手方向に延在させて貼り付けている状態を成形装置の平面視で例示する説明図である。 図8はストリップ材を成形面に貼り付ける際の剛性コアの旋回角度を例示する説明図である。 図9はベルト層が形成された成形途中のグリーンタイヤをタイヤ正面視で例示する説明図である。 図10は成形されたグリーンタイヤの上半分を横断面視で例示する説明図である。 図11はグリーンタイヤを加硫する工程を加硫装置の断面視で例示する説明図である。 図12は加硫後の製造されたタイヤの上半分を横断面視で例示する説明図である。 図13は貼り付けユニットの下方に剛性コアが配置される成形装置を正面視で例示する説明図である。 図14は本発明に用いる別の成形装置を正面視で例示する説明図である。 図15は図14の成形装置を平面視で例示する説明図である。 図16は図14の成形装置により、グリーンタイヤにストリップ材の長手方向中央部を貼り付けている状態を成形装置の正面視で例示する説明図である。 図17は図16のグリーンタイヤにストリップ材を長手方向に延在させて貼り付けている状態を成形装置の平面視で例示する説明図である。
 以下、本発明のタイヤの製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
 本発明は、図1、図2に例示する成形装置1を使用してグリーンタイヤ19を成形し、成形したグリーンタイヤ19を加硫することによりタイヤ20を製造する。尚、本発明は、一般的な空気入りタイヤに限らず、ソリッドタイヤなど様々なタイヤ20を製造する際に適用できる。グリーンタイヤ19の成形には、金属等によって形成された図1~図3に例示する剛性コア2が用いられる。剛性コア2は、完成したタイヤ20のタイヤ内周面形状に対応した外周面形状を有している。そのため、図3に例示するように剛性コア2の外周面2bは、剛性コア2の幅方向位置によって周長が変化するプロファイルになっている。一般的には、剛性コア2の幅方向中央部が両端部よりも外周側に突出したプロファイルになる。剛性コア2は例えば中心軸2aを中心にして周方向に分割された複数のセグメントと、セグメントの内側を支える支持棒とにより構成される。
 尚、剛性コア2の幅方向W、周方向Lはそれぞれ、グリーンタイヤ19および完成タイヤ20の幅方向、周方向に対応する。図中の一点鎖線CLはタイヤ軸(中心軸2aの軸心)を示し、一点鎖線Zは一点鎖線CLと直交して剛性コア2の幅方向Wの中心を通る旋回軸を示している。
 成形装置1は、剛性コア2を任意の位置に移動させる自在アーム3と、ストリップ材16の貼り付けを行う貼り付けユニット4と、自在アーム3および貼り付けユニット4の動作を制御する制御部10とを有している。自在アーム3としては産業用ロボット等を例示できる。自在アーム3の先端部には剛性コア2の中心軸2aが保持されて、剛性コア2は中心軸2aを中心に回転可能になっている。また、剛性コア2は旋回軸Zを中心にして回転可能になっている。
 この実施形態では、貼り付けユニット4(ベースフレーム5)が床面に固定状態で設置され、剛性コア2が移動可能になっているが、貼り付けユニット4を移動可能にして剛性コア2を所定位置に固定状態で設置することもできる。或いは、貼り付けユニット4および剛性コア2を移動可能に設置することもできる。即ち、本発明では、貼り付けユニット4と剛性コア2が相対的に移動可能であればよい。
 貼り付けユニット4は、ベースフレーム5と、ベースフレーム5に取り付けられた一対の圧着ローラ6と、互いの圧着ローラ6を近接離反する方向に水平移動させる移動機構7とを有している。移動機構7は例えば、ボールねじとボールねじを回転させるサーボモータとで構成される。或いは、流体シリンダ等を移動機構7として用いることもできる。それぞれの圧着ローラ6を単独で水平移動させる構成にすることも、互いを同期させて水平移動させる構成にすることもできる。
 貼り付けユニット4は、さらに、圧着ローラ6どうしの間で上下移動する押圧体8と、それぞれの圧着ローラ6の近傍に配置されたガイド9とを備えている。それぞれのガイド9は、回転軸の軸方向に離間して外嵌されたガイドローラを有している。それぞれのガイド9は、近傍する圧着ローラ6に対して外側(互いの圧着ローラ6が離反する方向側)の位置に設置されていて、近接する圧着ローラ6とともに水平移動可能になっている。
 次に、本発明によりタイヤ20を製造する手順を説明する。
 図1、2に例示する剛性コア2の外周面2bには順次、図4に例示するように所定のタイヤ構成部材(インナーライナ12やカーカス層14など)を貼り付けておく。具体的には、剛性コア2の外周面2bに順次、インナーライナ12、カーカス層14を積層して貼り付けてそれぞれを円筒状にする。剛性コア2の幅方向両側面では、カーカス層14の上にリング状のビード部材13を配置して、それぞれのビード部材13のビードコア13aの周りでカーカス層14を折り返した状態にしておく。また、カーカス層14の幅方向両端部には未加硫のサイドゴム17を積層して貼り付けておく。必要に応じてその他のタイヤ構成部材も貼り付けておく。尚、図5~図8では、ベルト層15(ストリップ材16)以外のタイヤ構成部材を省略して図示していない。
 次いで、剛性コア2の外周側に貼り付けられている円筒状のカーカス層14の外周面(成形面14a)に円筒状のベルト層15を形成する。図5に例示するように、ベルト層15は、多数のストリップ材16を接合して形成される。ベルト層15は、タイヤ周方向に対して所定の傾斜角度で引き揃えられた多数本の補強コード16aが未加硫ゴムでコーティングされている。このベルト層15を形成するために成形装置1を使用する。
 それぞれのストリップ材16は、平行に引き揃えられた複数本の補強コード16aが未加硫ゴムでコーティングされて形成されている。そこで、まず、ストリップ材16を1本ずつ順次、一対の圧着ローラ6の上に掛け渡して配置する。この時、図1に例示するように、一対の圧着ローラ6は互いに近接した位置にあり、押圧体8はそれぞれの圧着ローラ6よりも上方に突出しない位置にある。
 それぞれのガイド9は、隣接する圧着ローラ6に対して外側(互いの圧着ローラ6が離反する方向側)の位置にある。配置されるストリップ材16は、圧着ローラ6とガイド9との上下間に挿通して一対の圧着ローラ6の間に掛け渡された状態になる。このストリップ材16の長手方向中央部Mは押圧体9の上方に設定され、それぞれのガイド9のガイドローラどうしの間にストリップ材16が配置される。それぞれのガイド部9のガイドローラどうしの離間距離は、ストリップ材16のストリップ幅Hより若干大きく設定されているが両者は概ね同じ寸法である。
 制御部10には、剛性コア2の形状データが入力されていて、幅方向位置で周長が変化する外周面2bのプロファイルのデータも入力されている。また、使用するタイヤ構成部材(12、13、14、15など)の形状データ(長さ、幅、厚さ)や、成形するグリーンタイヤ19の仕様データなど、種々のデータが入力されている。
 次いで、剛性コア2と貼り付けユニット4とを協働させることで、剛性コア2の外周側に積層されているカーカス層14の外周面14aに、このストリップ材16を貼り付ける。即ち、このカーカス層14の外周面が、これからストリップ材16を貼り付ける成形面14aになる。
 ベルト層15を形成するには、この成形面14aに、多数のストリップ材16を順次、剛性コア2の周方向に対して斜めの方向(傾斜角度a)で剛性コア2の幅方向に延在させて周方向に並べて貼り付ける。そして、周方向に隣り合って成形面14aに貼り付けられたストリップ材16どうしを接合してベルト層15を形成する。
 ここで、剛性コア2の外周面2bは上述したように幅方向位置で周長が変化するプロファイルを有している。そして、外周面2bに順次貼り付けられるインナーライナ12やカーカス層14は一定厚さの部材なので、ストリップ材16を貼り付ける成形面14aも外周面2bと同様に幅方向位置で周長(周方向長さ)が変化するプロファイルを有している。
 そこで、制御部11に入力されて予め把握している剛性コア2の外周面2bのプロファイルに基づいて、剛性コア2および貼り付けユニット4を作動させてベルト層15を形成する。まず図6に例示するように、一対の圧着ローラ6の間に掛け渡された状態のストリップ材16に対して押圧体8を上方移動させる。これにより、ストリップ材16の長手方向中央部Mを剛性コア2の幅方向中央部で成形面14aに押圧して貼り付ける。
 次いで、図7に例示するように、成形面14aに貼り付けられるストリップ材16に対して成形面14aを近接させるように剛性コア2を下方移動させるとともに、剛性コア2を旋回軸Zを中心にして旋回させながら、ストリップ材16を長手方向に延在させて成形面14aに貼り付ける。詳述すると、剛性コア2のこの下方移動とともに、成形面14aの周方向に隣り合って貼り付けられるストリップ材16どうしの剛性コア2の幅方向位置による接合しろ(周方向に隣接するストリップ材16の対向する端面どうしの周方向の接合長さ)のばらつきが小さくなるように、この貼り付けられるストリップ材16の長手方向に対する剛性コア2の周方向の角度が変化する方向に剛性コア2を旋回させる。隣接するストリップ材16どうしは基本的に突き合わせて接合させるので、この接合しろはプラスでもマイナスでもなくゼロに近づける。
 剛性コア2のトレッドに相当する範囲の幅方向両端部では、幅方向中央部に比して成形面14a周長が短い。そのため、ストリップ材16を貼り付ける際に、この幅方向両端部では、幅方向中央部に比して傾斜角度aが大きくなるように剛性コア2を旋回させる。
 そして、剛性コア2のこの旋回とともに、一対の圧着ローラ6を互いが離反する方向に水平移動させる。これにより、貼り付けられるストリップ材16を成形面14aと圧着ローラ6との間で挟んだ状態にして、このストリップ材16を長手方向に延在させて成形面14aに押圧して貼り付ける。
 例えばベルト層15を形成するために同じ仕様のストリップ材16(ストリップ幅H)をN枚使用することが予め設定されている場合には以下のように剛性コア2を旋回させる。図8に示す剛性コア2の幅方向位置での成形面14aの周長Kは予め把握できる。そして、ストリップ材16を剛性コア2の周方向に対して傾斜角度aで貼り付けた場合にこの幅方向位置におけるこのストリップ材16の剛性コア2の周方向に対する長さtはt=H/Sin(a)になる。そして、周長K=長さt×N枚になるので整理すると以下(1)式が導ける。
 傾斜角度a=Sin-1(H・N/K)・・・(1)
 そこで、それぞれのストリップ材16を成形面14aに貼り付ける際には、剛性コア2の幅方向位置に応じてストリップ材16の傾斜角度aが上記(1)式を満足するように剛性コア2を旋回させる。
 この実施形態では、剛性コア2のプロファイルが幅方向中心に対して対称形状なので、貼り付けられるストリップ材16の長手方向中央部Mを、剛性コア2の幅方向中央部で成形面14aに貼り付けた後、長手方向中央部Mから長手方向両端に向かってストリップ材16を貼り付けている。これにより、より短時間でストリップ材16の貼り付けを完了させるには有利になる。
 剛性コア2のプロファイルが幅方向中心に対して非対称形状の場合は、例えば、貼り付けられるストリップ材16の長手方向中央部Mを、剛性コア2の幅方向中央部で成形面14aに貼り付けた後、長手方向中央部Mから長手方向一端に向かってストリップ材16を成形面14aに貼り付ける。その後、長手方向中央部Mから長手方向他端に向かってストリップ材16を成形面14aに貼り付けるとよい。
 このようにして多数のストリップ材16を成形面14aに貼り付けることで、図9に例示するベルト層15が形成される。グリーンタイヤ19に複数層のベルト層15を形成する場合は、同様の工程を行うことで、ベルト層15の外周側に別のベルト層15を形成する。
 この実施形態では、ストリップ材16の成形面14aに貼り付けられる直前部分は、それぞれのガイド9によってストリップ幅方向への動きがを規制されている。そのため、剛性コア2を旋回させつつストリップ材16を成形面14aに貼り付けても、このストリップ材16が、既に成形面14aに貼り付けられているストリップ材16をずれ移動させるような不具合を防止するには有利になっている。
 次いで、図10に例示するグリーンタイヤ19を成形するには、ベルト層15の外周面に順次、ベルト補強層や未加硫のトレッドゴム18等の必要なタイヤ構成部材を貼り付ける。このようにしてベルト層15を有するグリーンタイヤ19を成形する。
 次いで、図11に例示するようにグリーンタイヤ19を剛性コア2とともに、加硫装置11に設置された加硫用モールド11aの内部に配置して加硫用モールド11aを閉型する。次いで、閉型した加硫用モールド11aの内部でグリーンタイヤ19を所定条件で加硫することで図12に例示するタイヤ20(この実施形態では空気入りタイヤ20)が完成する。加硫用モールド11aから取り出した後で、完成したタイヤ20から剛性コア2から分離させる。
 ホイールと一体化させたタイヤ20を製造する場合は、例えば、そのホイールを剛性コア2として利用することも可能である。このような仕様のタイヤ20を製造する場合には、グリーンタイヤ19を加硫した後に、完成したタイヤ20を剛性コア2(ホイール)から分離させる必要はない。
 上述した成形装置1では、貼り付けユニット4の上方に剛性コア2を配置した状態で、ベルト層15を形成するが、図13に例示する成形装置1のように、貼り付けユニット4の下方に剛性コア2を配置してベルト層15を形成することもできる。この成形装置1では、貼り付けユニット4(ベースフレーム5)が支持面から下方に吊り下げられて固定状態で設置され、剛性コア2が自在アーム3によって移動可能になっている。
 この成形装置1は、図1に例示した成形装置1の剛性コア2と貼り付けユニット4の上下関係を逆にした構成であり、その他の構成は実質的に同じである。ただし、この成形装置1は、それぞれのガイド9の外側に支持ローラ9aを有している。ストリップ材16は、圧着ローラ6とガイド9との間を挿通して一対の圧着ローラ6の間に掛け渡された状態になり、ストリップ材16の長手方向両端部はそれぞれ支持ローラ9aによって支持される。
 また、この成形装置1では一対の圧着ローラ6は上下移動可能になっている。一対の圧着ローラ6を上下移動可能にする仕様は必須ではないので、必要に応じて採用すればよい。
 この成形装置1を用いて、ベルト層15を形成するには、先の実施形態で説明した方法と同様にすればよい。ストリップ材16を、剛性コア2の外周側に貼り付けられているカーカス層14の外周面14aに貼り付ける際には、必要に応じて一対の圧着ローラ6を下方移動させる。これにより、ストリップ材16を外周面14aにより密着させ易くなる。
 図14、図15に例示する別の成形装置1では、剛性コア2は床面に立設された支柱2cに固定された中心軸2aを中心に回転可能になっている。即ち、剛性コア2は床面に固定状態(平面移動できない状態)で設置されている。貼り付けユニット4は自在アーム3によって任意の位置に移動可能に設置されている。貼り付けユニット4は、平面視で押圧体8の中心を上下に延在する旋回軸Zを中心にして旋回可能になっている。尚、剛性コア2は旋回軸Zを中心にして旋回できずに固定されている。
 この成形装置1を用いてタイヤ20を製造する手順は、先の実施形態と同様に、制御部11に入力されて予め把握している剛性コア2の外周面2bのプロファイルに基づいて、剛性コア2および貼り付けユニット4を作動させてベルト層15を形成するが、この実施形態では主に貼り付けユニット4を移動させる。そこで、図16に例示するように、一対の圧着ローラ6の間に掛け渡された状態のストリップ材16に対して押圧体8を上方移動させる。これにより、ストリップ材16の長手方向中央部Mを剛性コア2の幅方向中央部で成形面14aに押圧して貼り付ける。
 次いで、成形面14aに貼り付けられるストリップ材16に対して成形面14aを近接させるように貼り付けユニット4を上方移動させるとともに、貼り付けユニット4を剛性コア2の旋回軸Zを中心にして旋回させながら、ストリップ材16を長手方向に延在させて成形面14aに貼り付ける。詳述すると、貼り付けユニット4のこの上方移動とともに、成形面14aの周方向に隣り合って貼り付けられるストリップ材16どうしの剛性コア2の幅方向位置による接合しろ(周方向に隣接するストリップ材16の対向する端面どうしの周方向の接合長さ)のばらつきが小さくなるように、この貼り付けられるストリップ材16の長手方向に対する剛性コア2の周方向の角度が変化する方向に貼り付けユニット4の旋回軸Zを剛性コア2の旋回軸Zに一致させて、その旋回軸Zを中心にして旋回させる。隣接するストリップ材16どうしは基本的に突き合わせて接合させるので、この接合しろはプラスでもマイナスでもなくゼロに近づける。
 剛性コア2のトレッドに相当する範囲の幅方向両端部では、幅方向中央部に比して成形面14a周長が短い。そのため、ストリップ材16を貼り付ける際に、この幅方向両端部では、幅方向中央部に比して傾斜角度aが大きくなるように貼り付けユニット4を旋回させる。
 そして、図17に例示するように、貼り付けユニット2のこの旋回とともに、一対の圧着ローラ6を互いが離反する方向に水平移動させる。これにより、貼り付けられるストリップ材16を成形面14aと圧着ローラ6との間で挟んだ状態にして、このストリップ材16を長手方向に延在させて成形面14aに押圧して貼り付ける。
 このようにして多数のストリップ材16を成形面14aに貼り付けることで、図9に例示するベルト層15が形成される。その後の工程は先の実施形態と同様である。尚、この実施形態においても、先の実施形態で説明したアレンジを同様に適用することができる。
 本発明では上述したように、ストリップ材16に対して成形面14aを近接させるように剛性コア2を相対的に移動させつつ、剛性コア2を相対的に旋回させながら、このストリップ材16を長手方向に延在させて成形面14aに貼り付ける際に、成形面14aに周方向に隣り合って貼り付けられたストリップ材16どうしの剛性コア2の幅方向位置による接合しろのばらつきが小さくなるようにする。そのため、成形面14aに貼り付けられて周方向に隣接するストリップ材16どうしが過大に周方向にオーバーラップしたり、隣接するストリップ材16どうしの間に周方向隙間が生じる不具合を防止するには有利になる。それ故、幅方向位置によって変化する剛性コア2の外周面2aの周長に起因するストリップ材16どうしの接合乱れを抑制することが可能になる。これに伴い、製造されたタイヤ20の品質向上にも寄与する。
1 成形装置
2 剛性コア
2a 中心軸
2b 外周面
2c 支柱
3 自在アーム
4 貼り付けユニット
5 ベースフレーム
6 圧着ローラ
7 移動機構
8 押圧体
9 ガイド
9a 支持ローラ
10 制御部
11 加硫装置
11a 加硫用モールド
12 インナーライナ
13 ビード部材
13a ビードコア
14 カーカス層
14a 成形面
15 ベルト層
16 ストリップ材
16a 補強コード
17 サイドゴム
18 トレッドゴム
19 グリーンタイヤ
20 タイヤ(完成タイヤ)

Claims (4)

  1.  幅方向位置で周長が変化するプロファイルを有する外周面を備えた剛性コアの外周側に位置する成形面に、多数のストリップ材を順次、前記剛性コアの周方向に対して斜め方向で前記剛性コアの幅方向に延在させて前記周方向に並べて貼り付けることにより、前記周方向に隣り合って貼り付けられた前記ストリップ材どうしを接合して前記ベルト層を形成して前記ベルト層を有するグリーンタイヤを成形し、このグリーンタイヤを加硫するタイヤの製造方法において、予め把握している前記プロファイルに基づいて、前記成形面に貼り付けられる前記ストリップ材に対して前記成形面を近接させるように前記剛性コアを相対的に移動させつつ、前記周方向に隣り合って貼り付けられた前記ストリップ材どうしの前記剛性コアの幅方向位置による接合しろのばらつきが小さくなるように、この貼り付けられるストリップ材の長手方向に対する前記周方向の角度が変化する方向に前記剛性コアを相対的に旋回させながら、この貼り付けられるストリップ材を前記長手方向に延在させて前記成形面に貼り付けることを特徴とするタイヤの製造方法。
  2.  前記貼り付けられるストリップ材の長手方向中央部を、前記剛性コアの幅方向中央部で前記成形面に貼り付けた後、前記長手方向中央部から長手方向両端に向かって前記貼り付けられるストリップ材を前記成形面に貼り付ける請求項1に記載のタイヤの製造方法。
  3.  前記貼り付けられるストリップ材の長手方向中央部を、前記剛性コアの幅方向中央部で前記成形面に貼り付けた後、前記長手方向中央部から長手方向一端に向かって前記貼り付けられるストリップ材を前記成形面に貼り付け、次いで、前記長手方向中央部から長手方向他端に向かって前記貼り付けられるストリップ材を前記成形面に貼り付ける請求項1に記載のタイヤの製造方法。
  4.  前記貼り付けられるストリップ材の前記成形面に貼り付けられる直前部分のストリップ幅方向への動きをガイドによって規制する請求項1~3のいずれかに記載のタイヤの製造方法。
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